CN105925864A - 一种高强度钼合金板材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成：0.5‑2％的Mo5Si3/Y2O3；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相，基板上使用激光熔覆工艺一层合金粉末。该方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料制造领域，具体涉及一种高强度钼合金板材的制备方法。
背景技术
硬质合金具有高强度、高硬度、优良的耐磨性、耐热性以及良好的抗腐蚀性等特点，因此广泛应用于高压、高转速、高温、腐蚀性介质等工作环境
钼及其合金由于具有熔点高、强度大、导电导热性能好、抗蚀性能强及高温力学性能良好等优点，被广泛应用于高温加热、玻璃熔炼、高温结构支撑件等高温领域。目前，应用于高温领域的系列主要有TZM板、Mo-La掺杂板材、Mo-Re板及ASK掺杂板材。其中，用于高温烧结舟皿的板材主要是TZM板和Mo-La掺杂板材。尽管它们都具有良好的高温性能，但目前仍然存在着不足之处。如TZM板的低温韧性不足，塑性成形困难；Mo-Re板材尽管性能优异，但由于Re是稀缺金属，价格昂贵，加工成本难以控制；Mo-La掺杂板材室温性能良好，但高温时具有热脆性，强度和塑性会同时降低，使其使用寿命受到影响，从而提高生产成本。
发明内容
本发明提供一种高强度钼合金板材的制备方法，该方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成：0.5-2％的Mo5Si3/
Y2O3；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相；
该方法包括如下步骤：
（1）将Mo5Si3/
Y2O3，球磨至平均粒径为100-300nm；
（2）按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径＜8μm的纯钼粉与第一步所制备的Mo5Si3/
Y2O3混合，采用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板坯；
（3）将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850℃-2050℃，保温5-10小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯；
（4）将得到的烧结坯由室温加热至1350℃-1500℃热轧，道次变形量为20％-35％，总变形量大于80％时，完成轧制的到基板；
（5）按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末：10％≤Zr≤15％、2％≤Ni≤8％、1％≤Si≤2％、1％≤B≤5％、2％≤C≤6％，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米；
（6）使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对步骤（5）中的金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层；
（7）使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对步骤（6）中制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
优选的，步骤（6）中的熔覆工艺是指：依次设置激光功率500-1000W，光斑直径1-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度500-1000mm/min，同步送粉量为5-15g/min，保护氩气流量10-20L/min。
优选的，步骤（7）中的重熔工艺是指：依次设置激光功率500-2000W，光斑1-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度1000-2000mm/min，保护氩气流量10-20L/min。
依据上述方法制备的钼合金板材，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钼材料强度和韧性能达到完美的匹配，综合性能优良。
具体实施方式
实施例一
本实施例的高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成：0.5％的Mo5Si3/
Y2O3；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相。
将Mo5Si3/
Y2O3，球磨至平均粒径为100-300nm。
按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径＜8μm的纯钼粉与第一步所制备的Mo5Si3/
Y2O3混合，采用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板坯。
将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850℃，保温5小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯。
将得到的烧结坯由室温加热至1350℃热轧，道次变形量为20％，总变形量大于80％时，完成轧制的到基板。
按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末：Zr 10％、Ni 2％、Si 1％、B 1％、C 2％，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米
使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层。
使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
熔覆工艺是指：依次设置激光功率500W，光斑直径1mm，搭接率0.3，扫描速度500mm/min，同步送粉量为5g/min，保护氩气流量10L/min。
重熔工艺是指：依次设置激光功率500W，光斑1mm，搭接率0.3，扫描速度1000mm/min，保护氩气流量10L/min。
实施例二
本实施例的高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成： 2％的Mo5Si3/
Y2O3；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相。
将Mo5Si3/
Y2O3，球磨至平均粒径为100-300nm。
按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径＜8μm的纯钼粉与第一步所制备的Mo5Si3/
Y2O3混合，采用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板坯。
将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至2050℃，保温10小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯。
将得到的烧结坯由室温加热至1500℃热轧，道次变形量为35％，总变形量大于80％时，完成轧制的到基板。
按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末： Zr
15％、Ni 8％、Si 2％、B 5％、C 6％，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米
使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层。
使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
熔覆工艺是指：依次设置激光功率1000W，光斑直径2mm，搭接率0.5，扫描速度1000mm/min，同步送粉量为15g/min，保护氩气流量20L/min。
重熔工艺是指：依次设置激光功率2000W，光斑2mm，搭接率0.5，扫描速度2000mm/min，保护氩气流量20L/min。
对实施例1-2的产品进行的测试，测试结果显示：产品的室温抗拉强度大于895MPa，室温抗弯强度大于1445MPa，1000℃时的抗拉强度大于545MPa。
Claims (3)
1.一种高强度钼合金板材的制备方法，该钼合金板材的钼合金基板由如下重量组分组成：0.5-2％的Mo5Si3/
Y2O3；余量为平均粒径＜8μm的纯钼粉基体相；
该方法包括如下步骤：
（1）将Mo5Si3/ Y2O3，球磨至平均粒径为100-300nm；
（2）按设计的钼掺杂材料组分配比分别取平均粒径＜8μm的纯钼粉与第一步所制备的Mo5Si3/ Y2O3混合，采用传统粉末冶金方法进行混合、压制成烧结板坯；
（3）将所得烧结板坯在纯氢气氛下加热至1850℃-2050℃，保温5-10小时进行烧结；随炉冷却后，得到烧结坯；
（4）将得到的烧结坯由室温加热至1350℃-1500℃热轧，道次变形量为20％-35％，总变形量大于80％时，完成轧制的到基板；
（5）按如下重量百分比准备熔覆的的金属粉末：10％≤Zr≤15％、2％≤Ni≤8％、1％≤Si≤2％、1％≤B≤5％、2％≤C≤6％，钼粉为余量，球磨混合，金属粉末的粒度范围为60-100微米；
（6）使用连续光纤激光器，设定熔覆工艺，采用同步送粉方式对步骤（5）中的金属粉末进行多道熔覆，冷却至室温，在基板上制备一层合金涂层；
（7）使用连续光纤激光器，设定重熔工艺，对步骤（6）中制得的合金涂层进行激光表面重熔，冷却至室温，获得钼合金板材。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）中的熔覆工艺是指：依次设置激光功率500-1000W，光斑直径1-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度500-1000mm/min，同步送粉量为5-15g/min，保护氩气流量10-20L/min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（7）中的重熔工艺是指：依次设置激光功率500-2000W，光斑1-2mm，搭接率0.3-0.5，扫描速度1000-2000mm/min，保护氩气流量10-20L/min。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160907 |